人工耳蜗声音信号编码方法、处理器、介质及人工耳蜗与流程

本申请涉及人工耳蜗信号处理领域，特别是涉及一种人工耳蜗声音信号编码方法、处理器、介质及人工耳蜗。

背景技术：

1、人工耳蜗技术是目前世界公认的能使双侧重度或极重度感音神经性耳聋患者恢复听觉唯一有效的解决方案。对于大部分主流的人工耳蜗系统而言，外界声音首先由麦克风采集并转换为电信号，再进一步地经过预加重、压缩、降噪及编码处理后，通过挂载在耳后的发射线圈传送到体内，当体内的植入体的接收线圈感应到信号后，经过解码芯片对接收到的电信号进行解码处理，从而使植入体的刺激电极产生电流刺激，最终帮助患者的听觉神经产生听觉。

2、在人工耳蜗工作过程中，声音编码算法是决定人工听觉重建效果是否理想的重要因素，但临床实验中，采用声音编码算法进行听觉重建的过程易收到信号处理设备的性能以及功耗的限制，这就导致经过编码的信号在时间分辨率和频率分辨率两方面都具有较大的损失。现有技术中常采用的cis语音编码方案通过连续间隔采样的策略改进了传统压缩模拟(ca)方案中由于电极同时刺激所引起的电厂干扰的问题，并且采用了更高的刺激速率以得到更好的时域表达信息。ace语音编码方案采用波形编码的方案，该方案虽然改进了cis方案中频率分辨率不足的问题，并采用了将子频带能量中选出能量最大的几个通道进行刺激，但仍存在不足。

3、现有技术中对于语音信号重建的清晰度和可懂度较低，且信号的时间分辨率易受到电信号的影响，上述问题在低功耗、低算力的信号处理设备中表现的尤为明显。因此，为了获得更好的听觉效果，需要尽可能有效地提取语音信号的特征，并完善语音编码策略，以为患者提供有更好的佩戴体验。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供人工耳蜗声音信号编码方法、处理器、介质及人工耳蜗，用于解决现有人工耳蜗技术中存在的问题清晰度、可懂度不高，且信号易受到电信号的影响的问题，同时提升了人工耳蜗声音信号编码算法在低功耗、低算力的信号处理设备中表现。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种人工耳蜗声音信号编码方法，应用于人工耳蜗信号处理器；所述方法包括：采集声音信号；对采集到的声音信号进行低频特征提取及高频特征提取；对提取到的低频特征和高频特征分别基于相应的预设参数进行区间映射操作，以分别得到低频映射区间和高频映射区间；对所述低频映射区间和高频映射区间进行合并及输出，以供人工耳蜗植入体的电极通道产生覆盖低频域及高频域的刺激电流。

3、于本申请的第一方面的一些实施例中，对采集到的声音信号进行低频特征提取的过程包括：对采集到的所述声音信号进行全波整流操作；对经过全波整流操作的所述声音信号进行滤波操作，以得到多个通道的低频信号；对所述低频信号根据预设刺激速率进行降采样操作，以得到所述声音信号的低频特征。

4、于本申请的第一方面的一些实施例中，使用低通滤波器对经过全波整流操作的所述声音信号进行滤波操作。

5、于本申请的第一方面的一些实施例中，对采集到的所述声音信号进行高频特征提取的过程包括：对采集到的所述声音信号通过预设的滤波器组进行滤波操作，以得到高频复频谱；计算所述高频复频谱的能量值，以得到高频能量谱；根据所述高频能量谱进行通道合并操作，并输出多个子频带的特征能量谱；将所述多个子频带的特征能量谱由大到小排序，并保留其中能量谱中排序靠前的多个子频带的特征能量谱数值，并将其余所述子频带的特征能量谱数值设置为空，以生成得到高频特征。

6、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述预设的滤波器组包括wola滤波器组。

7、于本申请的第一方面的一些实施例中，对提取到的所述低频特征和所述高频特征分别进行区间映射操作的过程包括：采用多组阈值参数分别对输入映射窗口的低频特征和高频特征进行映射窗口限幅操作；所述映射窗口为一组包含有极大值参数和极小值参数的阈值参数；将经过映射窗口限幅操作的低频特征和高频特征分布映射至预设范围的电流能级区间中，以得到所述低频特征的时序信息和所述高频特征的时序信息。

8、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述高频特征进行区间映射操作的过程包括在得到所述高频特征的时序信息后且在输出之前，还执行如下：对所述高频特征在分布映射于所述预设范围的电流能级区间的时序信息进行上采样操作，并将所述高频特征的时序信息与所述低频特征的时序信息对齐，以供所述低频特征和所述高频特征的时序信息进行合并及输出。

9、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种人工耳蜗信号处理器，与人工耳蜗植入体建立通信连接，所述人工耳蜗信号处理器包括：信号采集模块：用于采集声音信号；特征提取模块：用于对采集到的声音信号进行低频特征提取及高频特征提取；区间映射模块：用于对提取到的低频特征和高频特征分别基于相应的预设参数进行区间映射操作，以分别得到低频映射区间和高频映射区间；信号输出模块：用于对所述低频映射区间和高频映射区间进行合并及输出，以供人工耳蜗植入体的电极通道产生覆盖低频域及高频域的刺激电流。

10、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种人工耳蜗，包含如本申请的第二方面所提供的人工耳蜗信号处理器和人工耳蜗植入体；其中，所述人工耳蜗信号处理器与人工耳蜗植入体建立通信连接

12、如上所述，本申请涉及人工耳蜗信号处理领域，特别是涉及一种人工耳蜗声音信号编码方法、处理器、介质及人工耳蜗。本申请具有以下有益效果：通过对采集到的声音信号中的高频特征部分以及低频特征部分分别适用不同的编码方法，提高了现有人工耳蜗设备的清晰度与可懂度，增强了人工耳蜗的抗干扰性，提升了现有技术中人工耳蜗声音信号编码算法在低功耗、低算力的信号处理设备中表现。

技术特征：

1.一种人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，应用于人工耳蜗信号处理器；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，对采集到的声音信号进行低频特征提取的过程包括：

3.根据权利要求2所述的人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，使用低通滤波器对经过全波整流操作的所述声音信号进行滤波操作。

4.根据权利要求1所述的人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，对采集到的所述声音信号进行高频特征提取的过程包括：

5.根据权利要求4所述的人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，所述预设的滤波器组包括wola滤波器组。

6.根据权利要求1所述的人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，对提取到的所述低频特征和所述高频特征分别进行区间映射操作的过程包括：

7.根据权利要求6所述的人工耳蜗声音信号编码方法，其特征在于，所述高频特征进行区间映射操作的过程包括在得到所述高频特征的时序信息后且在输出之前，还执行如下：

8.一种人工耳蜗信号处理器，其特征在于，与人工耳蜗植入体建立通信连接，所述人工耳蜗信号处理器包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法。

10.一种人工耳蜗，其特征在于，包含如权利要求8所述的人工耳蜗信号处理器和人工耳蜗植入体；其中，所述人工耳蜗信号处理器与人工耳蜗植入体建立通信连接。

技术总结
本申请提供一种人工耳蜗声音信号编码方法、处理器、介质及人工耳蜗。本申请通过对采集到的声音信号中的高频特征部分以及低频特征部分分别适用不同的编码方法，使得人工耳蜗植入体的电极通道能够产生同时覆盖低频域及高频域的刺激电流，解决了现有人工耳蜗技术中存在的问题清晰度、可懂度不高，且信号易受到电信号的影响的问题，同时提升了人工耳蜗声音信号编码算法在低功耗、低算力的信号处理设备中表现。

技术研发人员：施麟,王庆庆
受保护的技术使用者：上海力声特医学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16